利用二氧化硅基空心微珠制備多孔陶瓷天線罩材料及性能研究.pdf

1、天線罩是導(dǎo)彈或飛行器前端的一個(gè)重要部件，其功能集防熱、透波和承載于一體，所以要求天線罩材料必須具備介電常數(shù)和介電損耗低、機(jī)械強(qiáng)度高、抗熱沖擊性能好、耐熱性能好和耐雨蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)。由于陶瓷材料具有耐高溫、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、不吸潮、熱脹系數(shù)低、并且具有足夠的強(qiáng)度和適宜的介電性能等優(yōu)點(diǎn)，所以陶瓷材料成為近年來(lái)天線罩材料研究的熱點(diǎn)。多孔陶瓷是一種新型的功能材料，具有密度低、比表面積高、熱膨脹系數(shù)小、介電常數(shù)和介電損耗低等優(yōu)異性能。石英陶瓷具有介電常

2、數(shù)和介電損耗低等優(yōu)勢(shì)，將其做成多孔結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量大大減輕；同時(shí)，介電常數(shù)和介電損耗也會(huì)降低，可見(jiàn)多孔石英基陶瓷是一種前景可觀的天線罩材料?？招奈⒅槭?0世紀(jì)五六十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型微粒材料，具有比表面積大、質(zhì)輕、流動(dòng)性高、堆積密度高等特點(diǎn)，在航空航天，機(jī)械制造，建筑材料等多個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。本文以空心微珠為主要原料，通過(guò)不同的成型方法制備陶瓷天線罩材料，并研究了不同的工藝參數(shù)對(duì)陶瓷顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和介電性能的影響。主要的研究?jī)?nèi)

3、容如下：
　　采用直接堆積燒結(jié)SiO2空心微珠制備多孔石英空心微珠陶瓷天線罩材料，分析燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度對(duì)多孔石英空心微珠陶瓷的制備及其性能的影響。研究表明，在1650℃氮?dú)鈿夥障?，保?h燒結(jié)得到的樣品微觀形貌最優(yōu)，孔徑分布均勻，氣孔率為71.46％，體積密度為0.66g/cm3，具有很好的介電性能，在頻率10.66GHz，常溫條件下測(cè)得介電常數(shù)僅為1.78，損耗角正切值為1.85×10-3，其介電性能很好，但力學(xué)性能較低，抗壓

4、強(qiáng)度只有0.75MPa。
　　采用直接堆積燒結(jié)SiO2-Al2O3復(fù)合陶瓷微珠，制備多孔莫來(lái)石基復(fù)合陶瓷天線罩材料，其目的是改善多孔石英天線罩材料較差的力學(xué)性能。研究燒結(jié)溫度和改變陶瓷微珠物相組成對(duì)樣品微觀形貌和綜合性能的影響。研究表明，燒結(jié)溫度為1550℃保溫1h下制得的樣品，在10.88GHz時(shí)，ε=3.37，tgδ=4.16×10-3，其介電性能很好，其氣孔率為81.37%，抗壓強(qiáng)度達(dá)到6.25MPa，其力學(xué)性能得到大大改善

5、。
　　利用SiO2空心微珠作為造孔劑，采用凝膠注模成型法制備多孔氮氧化硅-氮化硅陶瓷天線罩材料，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能。研究了SiO2空心微珠加入量對(duì)制得的多孔陶瓷的物相組成、微觀形貌、力學(xué)性能和介電性能的影響。結(jié)果表明，SiO2空心微珠加入量為15wt.%時(shí)，制得的多孔氮氧化硅-氮化硅陶瓷材料的氣孔率為51.85%，體積密度為1.43g/cm3，抗彎強(qiáng)度為可達(dá)43.92±4.72MPa，斷裂韌性為0.99±0.16MPa·m1/